GIS课程设计报告.docx
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GIS课程设计报告
河南理工大学万方科技学院
GIS课程设计报告
题目：
基于ArcGIS的DEM的制图
专业：
地理信息系统
班级：
姓名：
学号：
指导教师
时间：
2013年6月18日
一、课程设计目的
1.深入理解地理信息系统的概念和原理，了解GIS的应用，了解到数字地图广泛的实际应用价值。
2.初步掌握GIS主流平台ARCGIS的基本制图方法。
学会一些空间数据获取和处理和空间数据库管理的方法。
3.学会并熟练掌握ARCGIS软件的数字高程模型DEM制图方法，学会ARCGIS软件的各种功能。
4.加深对TIN建立过程的原理、方法的认识；
5.熟练掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法。
6.了解ArcGIS的基本组成模块ArcCatalog、ArcMap和ArcToolbox的应用基础及一些基本的操作。
并进一步的了解ArcGIS软件的一些基本功能。
包括ArcCatalog、ArcMap和ArcToolbox的应用等。
二、课程设计内容
利用ArcGIS软件作一幅完整的地图即（地形图扫描矢量化）。
把地形图扫描到计算机中；对矢量图层进行规划，设置每个图层的坐标系，图层类型，创建图层，设置图层坐标系，进行矢量化，建立不规则三角网，将不规则三角网转化为栅格图像；最后完成一副栅格结构的DEM地形图。
三、课程设计要求
从原始扫描地图做起，进行地图扫描矢量化，学会并熟练制作DEM格式地形图过程，在实际动手操作的同时加深对理论的学习，做到熟悉步骤与理解理论，原理与实践同步掌握。
四、设计步骤
第1步地形图的配准－加载数据和影像配准工具
所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。
●打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。
●把需要进行配准的影像—70011-1.TIF增加到ArcMap中，会发现“影像配准”工具栏中的工具被激活。
如图1所示
图一
第2步输入控制点
在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。
通过读图，我们可以得到一些控件点――公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。
一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。
●在“地理配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。
如图2-1
图2-1
使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，如图2-2
图2-1
●用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7个），输入它们的实际坐标。
点击“地理配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。
如图2-3
图2-3
检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。
转换方式设定为“一次多项式”
第3步设定数据框的属性
●增加所有控制点，并检查均方差（RMS）后，在“影像配准”菜单下，点击“更新显示”。
执行菜单命令“视图”－“数据框属性”，设定数据框属性
米
图3-1
在“常规”选项页中，将地图显示单位设置为“米”。
如图3-1
“预定义”
“ProjectedCoordinateSystem”
“Gauss_Kruger”
Xian_1980
图3-2
在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安80投影坐标系，3度分带，东经102度中央经线），与扫描地图的坐标系一致。
如图3-2
●更新后，就变成真实的坐标。
第4步矫正并重采样栅格生成新的栅格文件
●在”影像配准”菜单下，点击“矫正”，对配准的影像根据设定的变换公式重新采样，另存为一个新的影像文件。
如图4
图4
●加载重新采样后得到的栅格文件，并将原始的栅格文件从数据框中删除。
后面我们的数字化工作是对这个配准和重新采样后的影像进行操作的。
通过上面的操作我们的数据已经完成了配准工作，下面我们将使用这些配准后的影像进行分层矢量化。
第5步分层矢量化－在ArcCatalog中创建一个线要素图层
该数据采用的是西安80坐标系统、3度分带
（1）打开ArcCatalog.在指定目录下，鼠标右击，在“新建”中，选择“个人Geodatabase”,创建名为kcsj的个人Geodatabase。
图5-1
（2）下面将为该Geodatabase创建新的要素类，首先创建一个“等高线”要素类来存储等高线要素。
在ArcCatalog中，鼠标右击kcsj这个个人Geodatabase,在“新建”中选择“要素类”.如图5-1
（3）输入创建的要素类的名称“dgx”，类型选择线要素。
如图5-2
图5-2
（4）点击下一步。
在（ProjectedCoordinateSystems目录下，选择GaussKruger---Xian1980--Xian_1980_Degree_GK_CM_102E.prj）
（5）点击下一步。
设置xy容差，我们默认。
（6）点击下一步。
我在这里添加一个高程字段（double）如图5-3
图5-3
点击完成。
则创建了dgx这线要素。
第6步从已配准的地图上提取等高线并保存到上面创建的要素类中
（1）切换到Arcmap中，在arcmap中添加配准后的栅格影像并将项目保存为“课程设计.mxd”，并将创建的dgx要素类加入。
结果如图6-1
图6-1
（2）对图形进行一个二值化处理。
在栅格图层上右击选择属性，在弹出的属性菜单上“符号系统”，选择“已分类”在里面进行参数的设置如图6-2所示，设置完成后点击应用，点击完成。
则二值化处理完成。
。
图6-2
（3）在打开“编辑器选项”对话框，在编辑器对话框中我们设置使用经典捕捉。
如图6-3所示。
图6-3
（4）点击开始编辑，打开捕捉窗口进行如图6-4的设置。
图6-4-1
在Arcscan工具条上进行设置如图6-1-2，设置线的宽度7。
图6-1-2
（5）完成了上面的设计我们使用追踪工具辅助我们进行矢量化等高线。
具体如下：
图6-7-1
点击上图中矢量化追踪图标，如图6-7-1所示，选择起点，然后顺着图上等高线上的点击，完成后按F2完成一条等高线的编辑如图6-7-2，同样的方法直到数字化完成所有等高线如图6-7-3，并输入相应的高程值。
图6-7-2
图6-7-3
（8）创建一个高程点文件，并添加“高程点”属性。
在arcmap中进行数字化，并录入高程属性。
第7步由等高线生成DEM
（1）激活“3DAnalyst”扩展模块（执行菜单命令[工具]>>[扩展]，在出现的对话框中选中3D分析模块），在工具栏空白区域点右键打开[3D分析]工具栏。
如图7-1
图7-1
（2）
在Arctoolbox中选择3Danalyst工具TIN管理创建TIN，如图7-2
图7-2
（3）在对话框[从要素生成TIN中]中定义每个图层的数据使用方式；
按图7-3设置
图7-3
点击确定后结果如图7-3-1
如图7-3-1
（4）在ArcToolbox中选择3DAnalyst工具—>转换—>Tin转栅格，如图7-4-1。
在弹出的对话框中进行如图7-4-2设置；
图7-4-2
图7-4-1
结果如图7-4-3
图7-4-3
五、课程设计总结及体会
通过本次的课程设计让我对课本上的知识有了更加深刻的理解。
对arcgis软件的操作，特别是对图像的配准，arcScan的使用，还有矢量化中所要用到的快捷键，以及Arctoolbox中的工具使用有了更加清楚的认识和熟练的掌握，为以后的毕业设计打下了基础。
本次试验过程中暴露出来了自己存在的许多缺点与错误，也曾经一度无助过，不过通过网上的交流最终解决了这些困难。
在这些错误的发现中，让我养成了更加细心和谨慎的工作态度，也让我懂得了工欲善其事，必先利其器。
最后，要感谢在此过程中帮助我的老师，网友，和同学们，是你们让我在无助中获得了希望，你们无偿的付出让我万分感激。
虽说有些只是举手之劳，不过真的就给了黑暗中摸索的新人一道阳光。
我会秉承前人的优点，将爱心传递下去。
本课程设计属于摸索实验，其中不免有疏忽，错误，希望能批评指正。
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